Hur används DNA-mikroarrays i genomforskningen

En DNA-mikroarray är en samling DNA-fläckar bundna till en fast yta. I studier av genomik kan DNA-mikroarrays användas antingen för att samtidigt mäta expressionsnivåerna hos ett stort antal gener eller att studera de olika regionerna av ett genom.

De mikroskopiska marker som används i DNA-mikroarrays består av högspecifika prober som är komplementära mot mål-DNA-sekvenser. Dessa prober kan vara en del av gener. Därför kan varje DNA-plats hålla ett särskilt DNA-fragment av ett genom. Informationen om genomsekvenserna kan användas för att analysera det fullständiga transkriptionsprogrammet för en viss organism under utvecklingsprocesser eller specifika fysiologiska svar.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är DNA Microarrays
     - Definition, Syfte, Spots
2. Hur används DNA-mikroarrays i genomforskningen
     - Analys av transkription

Nyckelord: cDNA, DNA Microarray, Fluorescence, Genom Sequences, mRNA, Transkription

Vad är DNA Microarrays

DNA-mikroarray refererar till en samling av hög densitet, enkelsträngade DNA-molekyler bundna till en fast yta. Det används i analysen av uttrycket av tusentals gener samtidigt. I allmänhet appliceras omkring 1 kb portion från den kodande regionen hos varje gen på nära avstånd placerade på ytan av en mikroskopisk glid. Typiskt innehåller ett array / gen-chip på 2 × 2 cm cirka 6000 fläckar av DNA. Ett DNA-mikroarray-chip visas i Figur 1.

Figur 1: DNA Microarray

Hur används DNA-mikroarrays i genomforskningen

DNA-mikroarrays kan användas för att identifiera uttrycket av gener i genomet. Denna process innefattar isolering av det totala mRNA av en viss typ av celler under ett definierat fysiologiskt tillstånd. Därefter utföres omvänt transkriptionsreaktioner för framställning av cDNA från mRNA. Här används DNA-primers tillsammans med DNA-nukleotider som innehåller en låg koncentration av märkta nukleotider med grönt fluorescerande färgämne. Detta cDNA hybridiseras med de komplementära DNA-proberna i chipet. Om två genomer ska jämföras kan cDNA i det andra genomet märkas med ett fluorescerande färgämne av annan färg, såsom röd. Förfarandet för DNA-mikroarray visas i figur 2.

Figur 2: DNA Microarray-procedur

Genchipet kan analyseras under scanninglasermikroskopet för emission av fluorescens. Korrekt hybridisering av mål-DNA med DNA-prober i DNA-mikroarray ger motsvarande färg av fluorescens. Eftersom DNA-mikroarrayen produceras genom att använda kända DNA-sekvenser kan de uttryckta generna i genomet identifieras. Kunskapen om DNA-sekvenser erhållna genom genomik är kritisk vid framställning av DNA-mikroarrays, specifikt för ett visst målgenom.

Slutsats

DNA-mikroarrays är mikroskopiska marker som innehåller fläckar av definierade DNA-prober. Dessa fläckar kan hybridiseras med DNA framställt från ett målgenom för att identifiera expressionsnivåerna under ett specifikt fysiologiskt tillstånd.

Referens:

1. Lodish, Harvey. "DNA Microarrays: Analys av Genome-Wide Expression." Molecular Cell Biology. 4: e upplagan., U.S. National Library of Medicine, 1 Jan. 1970, Tillgänglig här.

Image Courtesy:

1. "DNA microarray" Av Guillaume Paumier (användare: guillom) - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons
2. "Microarray-schema" Av Användare: Larssono - Egent arbete av den ursprungliga uppladdaren (Public Domain) via Commons Wikimedia